|
Обнаружили новый тип астрофизического объекта
|
|
|
|
Астрономы из Массачусетского технологического института и других учреждений обнаружили чрезвычайно яркое красное пятно в ранней Вселенной. Объект напоминает огромную звезду, примерно размером с нашу Солнечную систему. Но он также излучает в 100 миллиардов раз больше энергии, чем любая известная звезда может физически произвести. Фактически, такая энергия ближе к той, которую могла бы генерировать черная дыра.
|
|
|
|
Это любопытное сочетание предполагает, что красное пятно представляет собой совершенно новый тип астрофизического источника. Астрономы называют его «звездой-черной дырой».
|
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Nature, команда представляет свой анализ нового объекта, который они обнаружили с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) НАСА. Телескоп обнаружил яркую красную точку в самой ранней Вселенной, всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Ученые приходят к выводу, что наиболее вероятным объяснением странной красной точки является то, что она представляет собой сочетание черной дыры и звезды — комбинация, которая никогда ранее не наблюдалась. Вероятно, этот объект представляет собой чрезвычайно плотное облако газа, питаемое не стандартным ядерным синтезом, а центральной черной дырой.
|
|
|
|
|
|
|
«Наша картина этого объекта очень быстро меняется», — говорит ведущий автор исследования Рохан Найду, стипендиат программы «Хаббл» НАСА и стипендиат Паппалардо в Институте астрофизики и космических исследований Кавли (MKI) Массачусетского технологического института. «Мы считаем, что существует центральная черная дыра, масса которой в 100 000 раз превышает массу Солнца. А вокруг этой черной дыры будет очень протяженная газовая оболочка, которая выглядит как звезда размером с Солнечную систему. Она огромна».
|
|
|
|
Если яркая красная точка действительно является звездой-черной дырой, это поможет разгадать тайну других загадочных «маленьких красных точек», которые появлялись почти на каждом снимке глубокого космоса, полученном телескопом JWST на сегодняшний день.
|
|
|
|
«Эти маленькие красные точки, кажется, были повсюду в ранней Вселенной, но к настоящему времени практически исчезли», — говорит Найду. «Что именно представляют собой эти объекты, — одна из самых обсуждаемых тем эпохи JWST».
|
|
|
|
Соавторами исследования из MIT являются директор MKI Роберт Симко, профессор экспериментальной физики им. Бруно Б. Росси, и Венди Сан (выпуск 2026 года), а также сотрудники из многих других учреждений.
|
|
Уникальный источник
|
|
|
|
Найду и его коллеги не ставили перед собой цель найти звезду-черную дыру. Они искали самые далекие, самые ранние галактики в рамках исследования, которое они назвали «Мираж или чудо» (MoM). Команда использовала JWST для изучения глубокого космоса, когда Вселенной было несколько сотен миллионов лет. Их целью было найти галактики, которые действительно сформировались в эти ранние времена.
|
|
|
|
«Существует загадка множества ярких галактик, появившихся в чрезвычайно ранние времена», — говорит Найду. «Мы обнаружили, что то, что выглядит как чрезвычайно яркая ранняя галактика, также известная как «чудо», в некоторых случаях на самом деле может быть «миражем».
|
|
|
|
Просматривая изображения JWST в поисках интересных источников для своего исследования, они заметили особенность, которая выделялась среди остальных: очень красную и очень яркую точку.
|
|
|
|
«Когда мы видим что-то очень красное во Вселенной, мы часто предполагаем, что это окружено пылью, например, сажей или пеплом», — объясняет Симко. «Так же, как дым от лесных пожаров в Канаде недавно сделал небо над Бостоном ярко-красным, астрономические объекты также могут казаться краснее своего естественного цвета, если смотреть на них сквозь пылевую завесу».
|
|
|
|
Но в свете были и другие признаки, которые не совсем соответствовали ожиданиям физиков от пыли. Команда также наблюдала еще одну странную закономерность: свет точки был чрезвычайно ярким, за исключением длин волн ниже определенного диапазона, где свет полностью исчезал.
|
|
|
|
Этот спектральный спад известен как «излом Бальмера» — признак, традиционно связываемый с плотным газом, поглощающим фотоны в атмосферах звёзд, возраст которых составляет несколько сотен миллионов лет. Вега, одна из самых ярких звёзд ночного неба, демонстрирует именно такой характер.
|
|
|
|
«Излом, который мы наблюдали в этом объекте, является самым глубоким изломом, который мы когда-либо наблюдали в каком-либо объекте, что исключает «обычные» звёзды как источник», — говорит Найду. «Но это заставило нас задуматься, не наблюдаем ли мы новый тип «звёздной атмосферы», но в впечатляющих масштабах».
|
|
|
|
Более того, свет красной точки практически не содержал признаков металлов или каких-либо элементов, кроме водорода и гелия. «Это было поистине уникально во многих отношениях», — говорит Найду.
|
|
|
|
Чтобы разгадать причину появления красной точки, команда провела моделирование различных сценариев, чтобы увидеть, какая комбинация астрофизических особенностей может создать характерный цвет красной точки.
|
|
|
|
«Мы начали задаваться вопросом: можно ли создать что-то настолько красное, используя только водород, без пыли?» — говорит Симко. «К нашему удивлению, оказалось, что можно, если есть чрезвычайно плотный слой водорода, настолько плотный, что он больше похож на поверхность огромной звезды, чем на тонкую межзвездную туманность».
|
|
|
|
Их моделирование указывало на то, что красная точка, возможно, является мощным скрытым источником энергии, окруженным чрезвычайно плотным коконом из водорода. Если бы это было так, это объяснило бы блокирующий свет бальмеровский разрыв и отсутствие чего-либо, кроме водорода и гелия, которые наблюдали астрономы. Но это все еще не объяснило бы экстремальную яркость объекта.
|
|
|
|
«У вас есть нечто, что немного похоже на звезду, но в 100 миллиардов раз ярче», — говорит Найду. «Это означает, что это не может быть результатом ядерного синтеза, который является источником энергии, лежащим в основе всех наших звёзд».
|
|
|
|
Однако чёрные дыры обычно производят энергию в масштабах, наблюдаемых командой. Найду и его коллеги включили активную, аккрецирующую чёрную дыру в свои модели звезды, окружённой водородом, и варьировали массу чёрной дыры, а также другие параметры.
|
|
|
|
Затем они сравнили результирующую яркость смоделированной «звёздной чёрной дыры» с яркостью, которую JWST наблюдал в красной точке.
|
|
|
|
На основе этих моделирований они нашли наиболее близкое совпадение и пришли к выводу, что наиболее вероятным сценарием для объяснения красной точки является звёздная чёрная дыра. В частности, объект, вероятно, содержит центральную чёрную дыру, масса которой примерно в 100 000 раз превышает массу Солнца. Это мощное ядро окружено плотным, звездообразным коконом из водорода, примерно размером с Солнечную систему.
|
|
|
|
Команда назвала объект MoM-BH*-1 в честь исследования, в котором он был обнаружен, а также присвоила ему прозвище «звезда-черная дыра — одна», что подразумевает, что этот объект является первым из других. Исследователи предполагают, что звезды-черные дыры могут объяснить многие другие маленькие красные точки, которые появляются на изображениях JWST. Эти объекты не такие яркие, как MoM-BH*-1.
|
|
|
|
«Каждая маленькая красная точка соответствует звезде-черной дыре, расположенной в типичной ранней галактике», — говорит Найду. «Но особенность MoM-BH*-1 заключается в том, что звезда-черная дыра практически полностью затмевает окружающую галактику, так что мы видим чистый свет звезды-черной дыры».
|
|
|
|
Источник
|
